Determinarea poziției pieselor de prelucrat în dispozitivele de poziționare

Automatizarea multor procese din industrie, producție și asamblare necesită cunoștințe precise despre condițiile cadrului și secvențele de mișcare necesare. Dispozitivele de poziționare sunt adesea utilizate în acest scop. Determinarea poziției unei componente trebuie să fie clar definită în dispozitiv. Suportul piesei de prelucrat definește poziția pentru a efectua o inspecție repetabilă sau pentru a primi materiale, astfel încât acestea să poată fi produse în raport cu o poziție de origine. În acest scop sunt utilizate diferite elemente de poziționare de la instrument și confecționarea matrițelor, cum ar fi dispozitivele de testare sau dispozitivele de asamblare.

De ce este importantă determinarea poziției pieselor de prelucrat?

În timpul asamblării, componentele și ansamblurile care trebuie asamblate trebuie depozitate, mutate și poziționate corect la depozitarea pieselor. Poziția componentelor, a produselor semifinite sau a pieselor de prelucrat trebuie să fie clar determinată și reproductibilă în marcajele de poziționare, pentru a produce în conformitate cu calitatea și pentru a efectua teste în producția în masă.

Pentru îmbinare și separare sunt utilizate diverse elemente de testare și de asamblare, care restricționează cât mai multe grade de libertate cu dispozitivele de poziționare sau ghidajele mecanice.

Senzorii precum camerele, senzorii fasciculului, întrerupătoarele finale sau elementele de control pneumatic pot fi, de asemenea, utilizate pentru a determina poziția și pentru a verifica și a elibera poziționarea corectă. O inspecție a componentelor este, de asemenea, posibilă în acest sens.

Determinarea poziției are o importanță crucială, de exemplu, în următoarele procese de producție și asamblare de precizie:

• Sudură: Pinii de localizare și dispozitivele de poziționare sunt utilizate pentru a produce îmbinări sudate de înaltă calitate, pentru poziționarea precisă a pieselor de prelucrat.
• Procesare CNC: Piesele de prelucrat sunt poziționate cu precizie pentru a executa lucrări de frezare, găurire și strunjire. Sistemele de determinare a poziției, cum ar fi sistemele de prindere a piesei de prelucrat și sistemele de prindere cu punct zero, sunt utilizate pentru a menține piesele de prelucrat în poziția corectă.
• Construcția prototipului: Atunci când construiți prototipuri și pentru activități de cercetare și de dezvoltare, stabilirea poziției instrumentelor este importantă pentru a testa și a revizui noi modele.
• Robotică: În robotică, instrumentele și efectorii finali trebuie să fie poziționați cu precizie, pentru a gestiona sarcini precum preluarea și amplasarea pieselor de prelucrat sau efectuarea operațiunilor de sudură și de asamblare.

Principii de determinare a poziției

Determinarea poziției se bazează pe alinierea față de geometriile fixe și are scopul de a fi reproductibilă în ceea ce privește axele de coordonate. Prin urmare, o determinare a poziției necesită întotdeauna un sistem sau un punct de referință. Această referință poate fi apoi utilizată pentru a măsura în mod fiabil poziția și orientarea unui obiect. Referința poate fi un sistem de coordonate, un punct de referință sau un alt sistem de date predeterminate.

Abordări pentru poziționare

Poziționarea este realizată prin intermediul unor elemente de poziționare, care au în general suprafețe de referință fixe și elemente de suport de introducere suplimentare adecvate în raport cu sistemul de coordonate al uneltei. Acest lucru facilitează asamblarea și separarea automată, precum și asamblarea manuală.

Utilizarea dispozitivelor de poziționare

Dispozitivele de poziționare sunt un subset de instrumente de producție. De exemplu, există:

• Elemente de asamblare: Acestea mențin piesele de prelucrat în poziția corectă în timpul procesului de asamblare, adesea cu ajutorul plăcilor frontale. Acestea asigură compoziția corectă a ansamblurilor de la componente individuale.
• Dispozitive de inspecție: Acestea verifică calitatea, toleranțele sau performanța unei piese de prelucrat, de ex., echipamente de măsurare și de testare.
• Dispozitive de prindere/dispozitive de fixare: Acestea mențin piesele de prelucrat pe poziție în timpul procesului de prelucrare, de ex., în timpul frezării sau al îmbinării. Exemple de dispozitive de prindere sunt, de exemplu, dispozitivele de prindere magnetică din uneltele mașinii, mandrinele sau mandrinele de strunjire pentru mașinile de frezat.
• Dispozitive de găurit: Acestea sunt utilizate pentru găurire, tarodare sau asamblare. Exemple de dispozitive de prindere includ mandrinele de pe mașinile de găurit.

Dispozitivele de poziționare mecanice sunt deosebit de importante pentru determinarea poziției. Acestea sunt utilizate pentru poziționarea sau securizarea pieselor de prelucrat în scopul prelucrării și sunt utile în special pentru procesele industriale repetitive. Scopul este acela de a preveni mișcarea piesei de prelucrat în toate gradele de libertate sau de a o face reglabilă într-o manieră definită (grade de ajustare a libertății):

• Grade de libertate traductoare (axe: X, Y, Z)
• Grade de libertate rotative (rotație în jurul axelor: X, Y, Z)

Dispozitivele de poziționare au adesea aceleași componente de bază:

• Placă de bază cu opritoare: Previne mișcarea în jos, de înclinare sau de rostogolire.
• Pini de localizare: Aceștia limitează mișcarea liniară și distorsiunile.
• Cleme de comutare: Acestea limitează mișcarea ascendentă.

Centrarea pieselor de prelucrat

Centrarea este procesul sau tehnica de poziționare a piesei de prelucrat, astfel încât aceasta să fie aliniată precis în raport cu o axă sau cu un plan. Centrarea se realizează prin intermediul elementelor speciale de poziționare și al mecanismelor de poziționare.

Piesele de prelucrat care urmează să fie plasate în dispozitivul de poziționare sunt prevăzute cu alezaje sau adâncituri de poziționare precise, care corespund exact elementelor de centrare ale dispozitivului de poziționare. Ulterior, piesele de prelucrat sunt așezate pe elementele de centrare, care apar de obicei automat din cauza găurilor cu care se corelează cu precizie. După ce piesele de prelucrat sunt centrate, ele sunt fixate în această poziție pentru a se asigura că nu alunecă sau că nu se mișcă în timpul procesului de fabricație. Acest lucru se poate face prin strângere, înșurubare, prindere sau alte metode de poziționare.

Pinii de localizare joacă, de asemenea, un rol major în procesul de centrare.

Utilizarea pinilor de localizare

Dispozitivele de poziționare conțin adesea elemente de centrare speciale, cum ar fi pinii de localizare. De obicei, aceștia sunt fabricați din materiale dure, cum ar fi oțelul. Pinii de localizare sunt utilizați în dispozitivele de poziționare pentru inspecție, pentru a se asigura faptul că piesele sau ansamblurile fabricate îndeplinesc toleranțele și specificațiile specificate. Dacă o piesă de prelucrat nu este poziționată corect, aceasta nu se corelează cu pinii de localizare, ceea ce indică un defect.

În funcție de aplicație, poate fi util să utilizați pini de localizare cu capete diferite:

• Conic: Pinii de localizare cu capete conice sunt recomandați pentru poziționarea radială. Acestea pot minimiza blocarea.
• În formă de diamant: În comparație cu capul rotund, capul în formă de diamant oferă spațiu lateral suplimentar. Acest lucru poate minimiza toleranțele.
• Sferic: Amplasarea pinilor cu un cap sferic reduce la minimum probabilitatea de deteriorare a piesei de prelucrat.
• Uniform: Se recomandă un cap plat pentru ghidare laterală sau atunci când utilizați muchii drepte pe partea laterală a pinului pentru a poziționa o suprafață la o anumită înălțime. Cu toate acestea, poziționarea în jos nu este recomandată în acest caz, deoarece acest lucru poate deteriora piesa de prelucrat.

Poziționarea pieselor de prelucrat în suportul pentru piesa de prelucrat

Atunci când transportați sau inspectați piese de prelucrat, acestea trebuie să fie fixate în poziția definită, pe suportul piesei de prelucrat. Suprafața de suport și suprafața de aliniere a elementelor de poziționare pot avea o suprafață plată sau structurată pentru fiecare arie de utilizare și material. Selecția materialelor depinde, de asemenea, de mediul de operare și de sarcina preconizată a componentelor. Aici pot fi utilizate diverse metale, plastice, ceramică și lemn.

Suprafețele pot avea deja găuri alezate sau elemente de poziționare, pentru a permite o amplasare sigură în timpul transportului piesei de prelucrat, al procesului de prelucrare și al inspecției. Pinii de localizare sunt utilizați pentru a menține piesele de prelucrat în poziția corectă, prin cuplarea în alezajele sau suporturile corespunzătoare din piesa de prelucrat. Acest lucru asigură faptul că piesa de prelucrat îndeplinește toleranțele și specificațiile necesare după procesare. În funcție de conceptul de transport al piesei de prelucrat, o multitudine de suporturi pentru piesa de prelucrat pot fi prevăzute pe suportul piesei de prelucrat, care apoi trec prin stațiile individuale de procesare și testare pe o multitudine de șine.

Verificarea componentelor și a pieselor de prelucrat

Pentru a vă asigura că piesele de prelucrat din suportul piesei de prelucrat îndeplinesc criteriile de inspecție și specificațiile necesare, trebuie să le înregistrați și să le evaluați cu unități de inspecție. Pentru a menține repetabilitatea și fiabilitatea procesului, trebuie să efectuați o analiză a sistemului de măsurare pentru procesul de măsurare și de testare. O analiză a sistemului de măsurare verifică dacă rezultatele măsurătorii sunt corecte și reproductibile, precum și modul în care alți parametri de proces influențează rezultatul.